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Umsatz bei der Dimerisierung von Butadien - Kinetik einer Reaktion zweiter Ordnung

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Wenn wir die Reaktionsordnung bzw. das Geschwindigkeitsgesetz einer Reaktion kennen, können wir damit Umsätze und Reaktionszeiten beliebig ausrechnen. In dieser
Aufgabe geht es um die Dimerisation von Butadien; die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion ist k=9,848 mL/(mol*s) (Milliliter durch Mol und Sekunde) Aus der Einheit der Geschwindigkeitskonstante - Eins durch ([Konzentration] mal Zeit) können wir ablesen, dass es sich um eine Reaktion mit Kinetik Zweiter Ordnung handeln muss.
Damit können wir alle Gesetzmäßigkeiten, die für eine Kinetik Zweiter Ordnung gelten, auf unsere Reaktion anwenden. Das
Geschwindigkeitsgesetz einer Kinetik Zweiter Ordnung lautet r gleich k(2) mal [Konzentration] hoch 2 Die Anfangsgeschwindigkeit r° erhalten wir, wenn wir in diese Gleichung die Anfangskonzentration
[Butadien]° einsetzen. Wir erhalten 2,46E-5 mol/(L*s) (mol pro Liter und Sekunde) Für eine einfache Reaktion A -> E lautet das integrierte Geschwindigkeitsgesetz [Konzentration] = [Konzentration]° durch (1 + k mal t mal [Konzentration]°) Wir setzen in diese Gleichung als Ausgangskonzentration [Butadien]°=0,05 mol, als Reaktionszeit t=30 min=1800s und als Konstante k=9,848E-3 L/(mol*s)
ein und erhalten 0,0265 mol/L für die Konzentration des Butadiens nach 30 Minuten. Wir können den Umsatz U aus der Reaktionsvariable x berechnen: x = [Butadien]°-[Butadien] x = [Anfangskonzentration]° minus [aktuelle
Konzentration] x = 0,02356 mol/L. Der Quotient aus x und [Anfangskonzentration]° ist der Umsatz U=0,47 (47 %) Die Halbwertszeit einer Reaktion Zweiter Ordnung ist nicht
konstant (im Gegensatz zu einer Kinetik Erster Ordnung) sondern wird mit fortschreitender Reaktion immer länger. Es gilt die
Gleichung: t(1/2) = 1 durch (k mal [Ausgangskonzentration]) Die Halbwertszeit zu Beginn der Reaktion ergibt sich durch Einsetzen von
Dimerisierung
Dimerisierung
Reaktionsgeschwindigkeit
Butadien
Butadien
Vorlesung/Konferenz
Reaktionsgeschwindigkeit
Konzentration

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Umsatz bei der Dimerisierung von Butadien - Kinetik einer Reaktion zweiter Ordnung
Untertitel Übungsaufgabe 33
Serientitel Einführung in die Reaktionskinetik
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15618
Herausgeber Günter Jakob Lauth (SciFox)
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik
Schlagwörter Physikalische Chemie
Kinetik

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